184306. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés vasoxid redukálására és vasolvadék előállítására
1 184 306 Jóllehet a 45 csővezetéken át befúvatott ásványi tüzelőanyag előnyösen nem kokszolható szén vagy lignit, a találmány' szerinti eljárás természetesen elvégezhető kokszolható szén, kátrány vagy koksz felhasználásával is. A befúvatott szilárd ásványi tüzelőanyagot a befúvatás előtt legalább 6 mm szemcsenagyságúra kell őrölni. Felhasználható az eljáráshoz ásványi tüzelőanyagból párolt derivátum vagy gáz alakú tüzelőanyag, például földgáz is. A találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítási módját, illetve egy másik berendezést mutat be a 2. ábra. Ennél a szén és az oxigén keverékét a 30 olvasztó-gázosítő edénybe a 35 fémfürdő 38 olvadékszintje alá fúvatjuk be. A vasolvadékot és a salakot szakaszosan távolítjuk el a 30 olvasztó-gázosító edényből, hogy fenntartsuk a 38 olvadékszint kívánt magasságát a 80 injektorok szintjéhez képest. Hasonlóképpen fontos a 38 olvadékszintnek a 42 vízfúvókától mért távolsága is. A 2. ábrán bemutatott berendezésben is csupán egy 42 vízfúvókát illetve 80 injektort ábrázoltunk az egyszerűség kedvéért, jóllehet általában a berendezés több ilyen elemet tartalmaz. A 35 fémfürdő magassága önmagában nem mérvadó, ezt alapjában véve a 30 olvasztó-gázosító edény mérete és geometriája határozza meg. Az eljárás szempontjából a 38 olvadékszintnek a 80 injektorokhoz, illetve a 42 vízfúvókákhoz viszonyított elhelyezkedése fontos. Célszerű az olvadékréteg vastagságát a 80 injektorok fölött korlátozni, hogy a bevezetett szén és oxigén nyomását minél kisebb értéken lehessen tartani. ,A por alakú szenet a 80 injektorok középső járatán át vezetjük a 35 fémfürdőbe, 38 olvadékszint alatt. Az oxigént a 47 oxigéntartályból nyomás alatt vezetjük a 80 injektor külső 82 csövébe, amely a belső járat körül koncentrikusan van elhelyezve. A szén az oxigénnel a 35 fémfürdőben reagál. A szénnek az oxigénben történő elégése egzoterm folyamat, amely elegendő felszabaduló hőt szolgáltat a 21 redukált anyagnak a 35 fémfürdőben történő megolvasztásához. A szén és oxigén arányát a befúvatáskor úgy kell megválasztani, hogy az égés az elméleti adiabatikus lánghőmérsékleten, azaz körülbelül 1950 °C-on játszódjék le. Az elégetett szén mennyiségét a 28 konvejor által megmért redukált anyagmennyiség függvényében kell meghatározni. A 3. ábra a találmány egy további változatát mutatja be. Itt a 110 olvasztó-gázosító edény acélköpennyel és hőálló 112, illetve 114 béléssel ellátott egység. A fölső részen a 112 bélés hőálló agyagból, az alsó részen a 114 bélés szénből készül. A 110 olvasztó-gázosító edény keresztmetszete általában köralakú. Középrészén 116 olvasztótömb van elhelyezve. A 116 olvasztótömb a 110 olvasztó-gázosító edény fenékrészén gyűrű alakú 118 medencét határol, amelyben 119 fémolvádék és 120 salakréteg helyezkedik el. A 118 medencéhez 37 csapolójárat csatlakozik. Ezen át távolítjuk el a 118 medencéből meghatározott időnként a 119 fémolvadékot. A 116 olvasztótömb előnyösen köralakú állvány, de kialakítható pelletek vagy egyéb darabok halmazaként is. A 110 olvasztó-gázosító edény falában 123 vízhűtéses fúvókák vannak elhelyezve. Ezek lefelé vannak irányítva a 116 olvasztótömb felé. A 110 olvasztó-gázosító edény fölső részébe 42 vízfúvóka nyúlik be és ezen át atomizált vízsugár kerül a 110 olvasztó-gázosító edény belsejébe. Ugyancsak az egység felső részénél van elhelyezve az 56 elvezetőcső és a 128 torok, amelyen át a forró redukált pelletek bejutnak a 110 olvasztó-gázosító edénybe. A 110 olvasztó-gázosító edényhez fölülről csatlakozik a 10 aknakemence. A redukált vas pelletek a 10 aknakemencéből a 22 kihordó aknán át szabályzott mennyiségben kerülnek a 130 adagolóra. Ennek a működése határozza meg lényegében a 18 töltet lefelé történő haladását. A 130 adagoló tetszőlegesen választott hagyományos szerkezet, például lemeztagos adagoló vagy alternáló tolórúd lehet. A 130 adagolóról a vas pelletek a 116 olvasztó tömb re hullanak és ott ezekből természetes rézsűszögű 132 halom keletkezik. A 10 aknakemencébe bevezetett anyag tartalmazhat kismennyiségű darabos kokszot is, annak érdekében, hogy meghatározott mennyiségű szén is kerüljön a közvetlenül redukált vassal együtt a 116 olvasztótömbre. A koksz reagálás nélkül halad végig a 10 aknakemencén és amikor a 110 olvasztó-gázosító edény fenekére ér, a vas pelletekkel együtt megfelelő halmot képez. Ez esetben a 116 olvasztótömb alkalmazása nem feltétlenül szükséges. A bevezetett koksz szénben dús környezetet biztosít abban a zónában, álról a yas megolvadása történik. A por alakú szenet a 110 olvasztó-gázosító kamrába a 44 ásványi tüzelőanyag tartályból a 123 vízhűtéses fúvókákon át vezetjük be. Ugyanígy a 123 vízhűtéses fúvókák a 47 oxigéntartállyal is kapcsolatban vannak. A 123 vízhűtéses fúvókák úgy vannak beállítva, hogy' az oxigén és szén keveréke a 116 olvasztótömbön lévő 132 hamm szemcséin ütközik fel. Ez az ütközés nem csupán a gázosítást és az égést segíti elő, hanem a pelletek megolvadását is. Ahogyan a pelletek megolvadnak, a túlhevített vasolvadék a salakkal együtt lefolyik a 116 olvasztótömb peremén és a 118 medencébe kerül. Innen periodikusan lecsapoljuk ezeket a 37 csapolójáraton át. Miközben a 132 halomban lévő pelletek megolvadnak és így a 132 halom mérete csökken, nukleáris szintérzékelővel (a rajzon nem látható) figyeljük az anyagszintet és szükség esetén megváltoztatjuk a 130 adagoló működési sebességét, hogy megfelelő mennyiségű pellet kerüljön a 10 aknakemencéből a 116 olvasztótömbre. Érzékelő elem van beépítve ennél a megoldásnál a 10 aknakemencébe bevezetett gáz hőmérsékletének mérésére is. Ez a 142 érzékelő 140 szabályzószeleppel van összekapcsolva, amely a hőmérséklet függvényében szabályozza a 70 fúvókarendszerbe bevezetett gáz hőmérsékletét, illetve mennyiségét. Annak érdekében, hogy a hagyományos nagyolvasztókban alkalmazott salak és olvadék kéntelenítő közegről gondoskodjunk, darabos mészkő vagy dolomit adagolását lehet elvégezni a 14 adagoló garatba vezetett vasoxid pelletekkel együtt. Ugyancsak alkalmas megoldás por alakú mészkövet vagy dolomitot a 123 vízhűtéses fúvókákon át bevezetni. Az elmondottakból látható, hogy a találmány szerinti eljáfás és berendezés alkalmas szemcsés vasoxidnak közvetlenül vasolvadékká történő direkt redukálására hatékonyan és nem kokszolható szilárd ásványi tüzelőanyag felhasználása mellett oly módon, hogy egyidejűleg értékes gáz alakú tüzelőanyag is előállítható. 2 Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás szemcsés vasoxid redukálására és vasolvadék előállítására, azzal jellemezve, hogy: a) a szemcsés vasoxidot aknakemencében szénmonoxi-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
